自動車の生産システムにおける課題
小林敏郎
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はじめに
自動車産業における自動車の生産システムには，消費 者ニーズの多様化・個性化や高級車志向の本格化等に加 えて，市場環境の急激な変動により「多種変量生産J へ の革新が強く要求されている. したがって，単に生産方式，生産管理方式の改革とい うことにとどまらず，販売・ R&D ・生産・物流等を結 びつけて，エンドユーザーからの受注から製品の納入ま での活動全体をシステムとして統合する CIM の導入も 盛んに行なわれている.さらに，S 1
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(戦略情報シス テム)が企業環境の激変に対応する，革新的経営戦略の 意思決定の支援システムとして研究・検討されている. 各情報システムの統合，物流戦略への対応、や顧客ニー ズへの対応，また非定型業務への対応等がとりあげられ ていて，このことはいずれも OR の手法や発想の対象領 域が大きく拡がってきていることを意味していて， OR の専門家の挑戦と活躍が強く求められているといえる. OR のアプローチには「手法中心のやり方」と「問題 解決のやり方」の 2 つの切口があるが，企業における O R の推進が困難な点は，多くの場合取扱う対象の問題の 複雑さによるといえるので，本報では主として後者につ いて考えてみる.まず，自動車産業をとりまく環境の現 状と生産システムの仕組みについて述べ，それぞれにお ける課題について触れることにする.2
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自動車産業をとりまく環境
日本の自動車産業は 2 度にわたる石油危機の試練に耐 えて大きく発展してきた.ここ数年前までは園内景気は 安定持続してきたが，ここにきてパルプ経済の崩壊に国 内需要の低迷が続く昨今である. また，国際環境も大きく変化し貿易収支の不均衡にも とづく米国や EC ほか諸外国との貿易摩擦の激化という 外圧をかかえている.米国では現地生産車の増大により こばやし としろう 広島工業大学 〒 73 ト51 広島市佐伯区三宅 2 丁目 1-1 1992 年 10 月号 輸出車と現地生産車の合計が米国市場のシェアーの 30% をこえて政治的に危険なレベルに達している.さらに， 自動車部品についても日米関の貿易不均衡がとりあげら れて米国製品の調達増加の努力が続けられている. したがって，人・研究開発の海外拠点の現地化を含む 海外事業の現地化をいかに進めるかという大きな課題を かかえている. EC 市場でも市場統合後に日本車規制が どうなるか，その影響が懸念される. こうした国際環境の激変の一方で，価値観の変化や構 造的入手不足，高齢化，高学歴化，労働時間の短縮など と国内の生産分野の労働事情も大きく変化して，いずれ も経営の基本方針の根幹にかかわる問題となっている. たとえば労働時間の短縮の進展による労働コストの上 昇の懸念について，直接部門のみならず間接部門の生産 性の向上を図りコスト上昇をできる限り吸収したり，雇 用形態の多様化，労働環境の整備，個人別の時間管理， OA ・ FA 化等の諸対策があげられている. また，大きな課題として地球環境問題に対する社会的 責任を含む品質保証体系の確立があげられる.これに対 しては，自動車に対する技術的革新の中で，高速化，安 全性の向上，低公害化，小型軽量化，省燃費化，高性能 化等のテーマで研究されている. 以上のようなことから最近の自動車産業は，供給商で は世界市場にまたがるグローパリゼーションが進展して 企業聞の提携や相互依存が複雑化しているし，また，一 方の需要商では多様化する消費者のニーズに対応するこ とが，かつてない環境の激動化・流動化の中で要求され ている状況である.3
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自動車の生産システム
自動車の生産のしくみは「マーケティング・新製品の 企画・開発から量産準備まで J と「量産移行後の受注か ら生産・販売までJ の 2 つのシステムに大別することが できる.以下それぞれのシステムについて述べる. 3. 1 マーケティングから生産準備まで 自動車産業の特徴はまず商品の企画から生産準備まで の期間が比較的長期にわたることがあげられる.4
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i プロジェクト計画 l
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|全車種開発計岡 l 〈こr 経営計画 プロジェクト開発lIl)
商デ商量量 品ザ品産産 全イ開準 州ン発備 図 1 経営計画から個別プロジェクト計画へ 長期経営計画と長期生産計画から総合商品計画の策定 が行なわれ，同計画から基本コンセプトが決まり，収益 目標，投資目標，開発日程の大綱が決められ，開発が発 意される.図 1 に経営計画から全車主種開発計商と個別 プロジェクト計画の関係を示す. 図 3T R
1M システム機能488
(22) 図 2 個別プロジェクト開発の流れ 開発構想、がまとまり開発基本計画がたてられ，基本コ ンセプト，内外デザイン，商品性・信頼性の検討，投資 ・収益目標，開発日程，販売台数目標等によれ、くつか の代替案の中から生産モデルが決定される. 図 2 に生産モデルの個別プロジェクトとしての開発の 流れを示す.開発日程/開発資源面からの全プロジェグ ト開発計画最適化および各プロジェクトの円滑な進行を 支援するシステムの例を図 3 に示す. 次に，基本設計，詳細設計について量産性評価を経て 手配図が生産技術，生産管理，品質管理等の関係部門に 配布される.この手配図により工程設計が行なわれ，所 要部品の製作に必要な機械・設備，各種金型，治具，取 付具等の一連の生産財の手配・発注が行なわれる. また，工程設計において工程内および工程前後のパッ プァの最適酒置の問題，所要設備・機械の取替え(事後 保全と予防保全) ・更新の問題も OR 手法に より検討される課題である. これと平行して試作車による各種テストお よびシミュレーションが実験研究部門によっ て行なわれ，その結果，場合により設計図が 修正され正式図として出図される. 次に，量産用の設備・機械・要具および材 料が整備されたところで，数回のパイロット プロダクションを経て量産が開始される.図 4 に量産準備のマスターネットワークの例を 示す.図に示すように，量産評価支援システ ム (CAE: 湯流れ/凝固やプレス成型性シ ミュレーション，組立性評価システム等)，工 程設計支援システム (CAPP: 加工方法・ 加工条件決定，工程分割，工程能力，設備筈Ij 付，作業編成等)，設備設計支援システム (C AD: 設備仕様書作成，電気制御設計，装置 設計，治型具設計等)，金型設計支援、ンステム (CAD&CAM) および量産準備管理シス テムが構築されて，それぞれに OR 的発想が オベレーションズ・リサーチ © 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.王今
~4 量E主導E綴システム概要
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ヲザ . 田'・ 妥 l 占 標準 DB ー一一一一 i / ...--訓技術開発 Il 1 恨準構造・標準工程・標準設備・標準製作工F記L.二二ゴ i ¥ J崎一判事合解析 1:v
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原価管理・設備コスト見積・日程管理.,
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F ・ 4Z 図 5 工程・設備設計システム 包含されている. この量産準備期間はほぼ40-38 カ月間で，生産財の設 計製作は略々量産開始前24 カ月より行なわれる. この期間での課題 11 ，期間短縮，品質向上，コストダ ウン，不具合再発防止，省資源，環境保 全等である. 特に開発所要期間については，各社と もリードタイムの短絡を重点、課題とし て， CAD ，CAM
,CAPP
,CAT
,CAE 等の全面利用によりプランニング から量産移行までの各ステージを平行に 走らす Concurrent Engineering が 開発され，ここにも OR の手法や発想が 組み込まれている. 図 5 は，ホワイトボディ(塗装前の車 体)の工程設計に関連する各業務の並列 作業化 (Concurrent Engineering) の 例を示す.すなわち，製品 DB と技術標 準 DB にもとづく並列作業化と設計検証 ループによる工程能力の事前検証と不具 合発生の潰しこみが行なわれ，設備不具 合，製品品質不良の解析結果の技術標準 への織り込みも行なわれる. また，実験研究部門では製品開発業務 を理論的に体系化してモデル化すること
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(24) により，理想システムに向けての問題点、を明確にして， コンピュータ活用を前提とした各種工学手法を適用す ることで，全体を最適な開発システムに再設計してい くことも試みられている. 業務の活動対象である車(ハード技術モデル)と仕 事のやり方(ソフト技術モデル)をモデル化して，仕 事のやり方については OR 等の工学手法を適用し，全 体目的に向けて最適となる開発システムを構築しよう とするものである. その他， R&D の分野で OR 関連と思われるテーマ を拾ってみると， ファジイ，A
1 関連: 事の制御，オートグルーズの制御. 設計エキスパート支援システム エンジンマウンティングの最適化および振動解析 部品共通化シミュレーション 資源管理シミュレーション CAD 端末可動のシミュレーション 解析モデル作成の自動化等 その他:ドライピングシミュレーション コンカレントシミュレーション 品質モデルシミュレーション 出荷ヤード ・出荷計画管理 r- ーーーーーーーー一寸i →情報の流れ i
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L・ーー一ーーー一ーー」 図 S 自動車生産における受法から納品までのシステム概要 オベレーションズ・リサーチ © 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.市場環境モデルシミュレーショ 〉〆 開発プロセスモデルシミュレー ション 試作事の配車計画等々
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量産移行後の受注から生産・販売 まで 図 S はマツダの IJ
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J と称する 生販統合システムの例で，自動車生産に おける受注~納品までのシステムを， I顧 客サービスの向上J を第 l の目的として， 基幹システムである営業，生産，調達の 各システムを再構築して，生販統合シス テムにまとめたものである. 具体的には顧客オーダー受領後 2 週間 以内に納車することを目標に，生産・購 買領域，営業・物流領域，開発領域のそれ ぞれにおける改革のポイントを検討し， 納期短縮およびオーダ一変更に柔軟に対 応できるシステムの構築が試みられたの である.その概要を簡単に述べる. 生産計画，資財調達領域:製造を真近 まで変動に耐えられる柔軟な計画構造に するため，計画の主体を従来の月間計画， 旬間計画変更から週間計画におきデイリ ーで可能な限り変動を許す構造を検討し た.ただ，購入部品材料の手配の内示は 〈営業〉 車体工場 3 カ月先まで提示している.この内示と確定の許容差が 「変動幅 J で，生産と営業の間の基本的ルーんとして「変 動幅ルール J (エンジン， ミッション， グレート、， 内装 色，外板色等を要素とし要素単位の変更自由度を決め， その枠内での仕様変更を可能にする)と「生産能力保証 ノレール J (生産設備の制約からくる生産能力を DB 化し てオーダー受理の可否応答を可能にする)を規定して， 組立日の実動 5 目前までの仕様変更を可能にした. 次に，最適順序計画の立案にあたっては基本的には王子 準化計画であるが，設備上の制約があり最低限守らねば ならない制約がある.このことについては後述する. 資財調達，物流方式については，J
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ME の納入指示，進捗管理を行なっている.可能な限り 活きた最新情報により物流をコントローノL することを基 本として，部品の搬入ロットサイズ，輸送リートタイム サイクルや情報処理コスト等のパランスを考慮して，部 〈販売会社〉ス同協
-'I i.両組立工場 図 7 営業/生産システムの構成 品により週間手配，デイリ一手配，計画 11慎序指定，オン ライン納入などいろいろなタイプで納入指示が行なわれ ている.工場管理領域では，遠隔地の部品工場の生産リ ードタイムの短縮等の指導を含み，令ーサプライヤーとの ネットワーグを構築している. 生産領域において真近まで変更に耐えられる生産計画 システムの構築と各部品加工工場と組立工場との聞の同 期生産の拡大とフレキシブルな製造工程の組合せがポイ ントである. 営業・製品物流領域:商品の多様化に伴い，チャネル も拡大し，販売店の扱いは小口化の傾向にあるので，商 品体系の整備・充実，市場動向を敏感にキャッチした販 売予測と計画立案， 版社オーダーの容易性向上と簡素 化，迅速かつ適確な納期回答，出荷・輸送リードタイム の短縮等の点を改革実施している. 販売拠点に直結したオンラインシステムのきめ細かな (25)4
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情報サーピスと cs 関連の DB の整備や販売 計画，配車計画，受注・在庫実績の DB 化等 によって，これらが相五に関連した情報を容 易に得られるようにしである. 開発領域:営業，生産計画，製品構成，資 財調達の情報 DB が改革の対象となり，製品 仕様，部品表，製造工程，購買・物流などに 関する情報管理の在り方が検討された. 営業・生産システムの構成を図 7 に示す. 生産管理の DBI土生産原単位，変動幅原単位， 車両仕様原単位，資材調達原単位等で構築さ れていて，生産管理では図示のほかに変動幅 管理，負荷能力検討も行なわれている. 確定!順序納入指示は車両組立工場における ボディの吊掛け時点で確定して関連部品加工 工場(エンジン， ミッション，車輪関係，シ ントほか内装関係工場等)に指示されるので， 工場開物流を含め効率のよい同期生産の実施 がのぞまれ， OR 手法による最適解が期待さ れる. 生産管理部門より指示される基幹プログラ ムと管埋項目は変動幅管理，能力負荷計画(主 として配分計画に関する事項)，生産マスター 計画，組立計画， 11頃序計画等であるが，生産 方式の基本的考え方は混流生産，平準化生産 と同期生産のよりよい組合せを得ることで， 品質，生産量，コスト，納期が変動する中で も，効率的にこれらが達成できる生産管理が要求されて いる.
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生産指示と実績の把握
設備制御 -生産マス7 計画・組立計画 ・資材調達計画 ・順序計画 検査指示/実績把握 111 製造実績把摂 多品種変量生産においても，必要なものを必要な時に 必要な量だけっくり，原材料，加工中間の仕掛品，製品 在庫をミニマムに押さえるということは基本的な考えで あり，工程設計の段階で生産技術部門と生産管理部門と の聞で生産システム(ひとと機械の働き，ものと情報の 流れ)が検討されて生産準備が行なわれる. 図 8 は工場管理システムの例を示す.上述のように生 産管理部門より基幹計画が部品工場(素材，機械加工) と車両組立工場に生産指示としてだされるが，確定組立 順序は車両組立工場の車体吊り掛け時点で定まるので， 部品工場では車両組立順序に同期化するために，基幹計 画により示された生産指示をベースにして，図に示す n4
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納入実績把握 I I 部品供給指示 I I 設備稼働状況監視 I I 製造履歴収集[5mす
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図 8 工場管理システム 工場の管理システムにより，自工場担当の部品の加工， コンポーネントの組立に対する生産指示を行なってい る.また，図に見られるように各種の実績の把握，品質 の確認，設備稼働状況の監視等により，生産指示と実績 の差異を分析し工場開の調整も行なう. ここでは工場開の生産の同期化が強く望まれるので， 工場物流の最適化が要求される.これに対して，たとえ ば生産拠点聞の輸送について，物量に見合った多頻度輸 送と輸送効率の向上を期して往復混載輸送の方式を採用 した輸送計画システムが開発された.この場合，積載効 率を落とさないための部品輸送荷姿構成テーブル(部品 荷姿と輸送荷姿)と車両組立順序計画によって輸送負荷 計画が立案され，週単位のダイヤ作成と日単位の輸送計 画により物流が行なわれる. ここで述べる部品生産現場での生産指示業務は，担当 者の判断業務を含んでいる現状なので， OR の課題とし オペレーションズ・リザーチ © 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.て期待するところが大であるが，生産環境をモデル化す 層の協同による成果を期待したい. ることが困難なので，実務に耐えるシステムを構築する 最後にマツダ耐の梶田賢作，平田隆教，花田修義の 3 ために，モデルの不完全さを補う手法，技術の開発が望 氏のご協力に御礼申しあげる. まれる.これに対し AI の導入なども研究されている.
